【正文】 這可以通過對ISD1720 芯片編程來實(shí)現(xiàn)。但是匯編語言雖也可以處理數(shù)據(jù)，但跟 C語言一比就差遠(yuǎn)了。 P2 口部分用作 A/D 芯片 ICL7135 的控制口， T0接 A/D芯片的 CLK 用來計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換的時間， ITN0 接 A/D的 busy 腳，作為 T0 的門控信號。 SCLK 為 SPI 接口的時鐘。其中，按下 S1，顯示第一路電壓，按下 S2 顯示第二路電壓，依此類推。 VEE接 5v， Vcc接 +5v， GND接地。利用正向積分階段對輸入電壓取平均的特點(diǎn)，即可消除外界引入的工頻干擾。 X62X41X3X74VCC16X55EN6X013VEE7GND8X312C9B10A11X215X114U4CD4051BCNC8Cap4MR121MR14C9CapD1DiodeD3DiodeVCCGND12345678P3MHDR1X8GND GNDVinP20P21P22GNDVCC1KR13Res1 圖 52 電壓采集電路 此電路的功能為： P3為八路電壓信號的輸入接口，分別接到多路開關(guān) CD4051 的 X0到 X7腳。所以 T=T1+T2， f=1/T。在此需要介紹 ICL7135的 “busy” 腳 的功能。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿 10000 個脈沖時，積分器的輸出電壓為 式中， K 是緩沖放 大器的電壓放大倍數(shù)， T1 也叫采樣時間。所以在數(shù)據(jù)采集部分必須加一個分壓電路。 MIC+ 10 麥克風(fēng)輸入 + MIC 11 麥克風(fēng)輸入 VSSP2 12 負(fù)極 PWM 喇叭驅(qū)動器地 SP 13 喇叭輸出 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）報(bào)告 用紙 第 13 頁 共 48 頁 VCCP 14 PWM 喇叭驅(qū)動器電源 SP+ 15 喇叭輸出 + VSSP1 16 正極 PWM 喇叭驅(qū)動器地 AUD/ AUX 17 輔助輸出，決定于 APC 寄存器的 D7，用來輸出一個 AUD 或 AUX 輸出。 多種采樣頻率對應(yīng)多種錄放時間 語音芯片 ISD1720 ISD1720 芯片是 Winbond 推出的單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路，該芯片 提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（ vAlert） ,雙運(yùn)作模式（獨(dú)立 amp。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此其作用非常重要。一般可用－ 3V～－ 8V，典型值為－ 5V。 C、 B、 A用來選擇通道號， INH 用來控制 CD4051 是否有效，這幾個端口都可以通過單片機(jī)控制達(dá)到自動控制。先將模擬音頻信號通過語音處理設(shè)備轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后用專用的語音編程設(shè)備將該數(shù)據(jù)燒寫到單片機(jī)的程序存儲器當(dāng)中，然后在程序中對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行查表組合，再經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換輸出模擬音頻信號。單片機(jī)的系統(tǒng)拓展和系統(tǒng)配置比較典型，規(guī)范，容易拓展成為各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。雙 積分式是一種間接轉(zhuǎn)換形式，它是對輸入模擬電壓進(jìn)行積分，并轉(zhuǎn)換成中間變量 —— 時間或頻率，再通過計(jì)數(shù)器將中間變量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。系統(tǒng)框圖如圖 21 所示。 目前國內(nèi)外的產(chǎn)品多為 3位半、 4位半、 5 位半 至 8 位 半 顯示。數(shù)字電壓表有各種形式， 隨著電子制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電壓表向智能化、小型化功能強(qiáng)等方向發(fā)展。電量的收集需要各種測量設(shè)備和測量技術(shù)。 在電量的測量中，電壓、電流、頻率是最基本的三個被測 量，其中。 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）報(bào)告 用紙 第 2 頁 共 48 頁 1． 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及意義 數(shù)字電壓表發(fā)展簡 述 數(shù)字電壓表簡稱 DVM（ Digital Voltmeter）， 是當(dāng)今應(yīng)用極為廣泛、高性能價格比、廣受測試工作者歡迎的最基本的電子測量儀表。與此同時，由數(shù)字電壓表擴(kuò)展而成的各種通用及專用儀器儀表，也將電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新水平。且 ADC0809 帶有 8路模擬開關(guān)，在設(shè)計(jì)測量多路信號電壓時，可省去多路開關(guān)的使用，降低設(shè)計(jì)成本和難度。在結(jié)構(gòu)上，它把中央處理器、存儲器、定時器和各種輸入輸出接口電路集成在超大規(guī)模集成電路芯片上，一塊單片機(jī)就可看做一臺計(jì)算機(jī)。若采用矩陣式鍵盤，我們要設(shè)計(jì) 3x3 式矩陣，這樣會占用 6 個 IO 口。ISD1720 能錄放音 20 秒，音質(zhì)好滿足設(shè)計(jì)需求，且價格低。 ICL7135 支持基于微處理器的測量系統(tǒng)，也能支持異步接收發(fā)送器器進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。 11腳： V+，正電源端。 圖 33 AT89C52的引腳圖 各引腳功能說明如下： 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）報(bào)告 用紙 第 10 頁 共 48 頁 VCC： 電源電壓。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。 功能特點(diǎn) 此管腳在空閑時，應(yīng)該被拉高 SCLK 6 SPI 接口的時鐘。 Ready(獨(dú)立模式 ) 該管腳在錄音，放音，擦除和指向操作時保持為低，保持為高時進(jìn)入掉電狀態(tài) Interrupt(SPI 模式 )在完成 SPI 命令后，會產(chǎn)生一個低信號的中斷?，F(xiàn)將其工作原理分階段介紹如下： 第一階段：自動調(diào)零 AZ(AUTOZERO) 在此階段 ICL7135完成以下工作： 第一，將 IN+， IN 的外部引線斷開，并將緩沖器的同相輸入端與模擬地短接，使芯片內(nèi)部的輸入電壓為零。 ICL7135參考電壓與轉(zhuǎn)換值的關(guān)系式為： 轉(zhuǎn)換值 =(待測輸入電壓 VIN/參考電壓 VREF)*10000 例如參考電壓 VREF=,VIN=，則轉(zhuǎn)換值 =（ ） *10000=17320。在其工作頻率范圍內(nèi)，我們設(shè)計(jì) 7135的工作頻率為 200khz，而單片機(jī)采用的晶振是 12MHZ。發(fā)光二極管 LED 為電源指示燈， R 為 LED 的限流電 阻，該電阻的阻值通常取 500 歐姆 —— 1K之間，該限流電阻的阻值取的越大， LED亮度越小，反之，限流電阻越小， LED 亮度越高。 ICL7135主要性能特征如下： *滿度測量量程為177。 ICL7135的參考電壓由高精度電壓基準(zhǔn) TL431產(chǎn)生的 ，我們設(shè)置參考電壓為 ，則根據(jù)理 論計(jì)算得出基本測量范圍為 0～ 2V。在顯示過程中，段選碼和位選碼的數(shù)據(jù)均用 P0 口來送。其中左邊的幾個按鍵用來控制獨(dú)立工作模式的錄放音等； LS1為麥克風(fēng)，用來收集聲音信號送入芯片內(nèi)部錄音， P1為為外接控制單片機(jī)而留的幾個接口，用來實(shí)現(xiàn) SPI工作模式。 單片機(jī)控制電路 單片機(jī)是整個整個系統(tǒng)的控制單元，它的性能 和正常工作與否會嚴(yán)重影響到整個系統(tǒng)的好壞。 復(fù)位電路 : 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。 TH0=0。說的具體一點(diǎn)一般是指各種電氣干擾，電磁干擾和機(jī)械干擾。uchar m,n long x。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 30Pf。數(shù)據(jù)在 SCLK 上升沿被鎖存在芯片內(nèi)。 電路的工作 原理為：此電路綜合了 ISD1720的兩種工作模式。在測量過程中，為了記錄和檢查需要，往往需要查看某一路的電壓值，這各異通過設(shè)計(jì)按鍵選擇來達(dá)到目的。由 555構(gòu)成多諧振蕩器位 ICL7135提供外部時鐘。 C C R13 構(gòu)成濾波電路，去除干擾源，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確。穩(wěn)壓器輸入、輸出端電壓差通常取 3V—— 7V 之間比較合適，如果輸入、輸出電壓差過大，當(dāng)電源電流較大時容易發(fā)熱，因此使用時最好 加散熱片。其邏輯圖如下： 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）報(bào)告 用紙 第 17 頁 共 48 頁 圖 423 T0軟硬件啟動原理圖 由于 T0采用計(jì) 數(shù)方式，所以 ICL7135的工作頻率與單片機(jī)時鐘頻率之間的要求就不高。 在查閱相關(guān)資料后，得知 ICL7135的時序圖如下圖 所示。 圖 41 分壓電路 A/D轉(zhuǎn)換部分 我們 采用的是 ICL7135 雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。該管腳有一個內(nèi)部上拉和防抖動設(shè)計(jì)，允許使用按鍵開關(guān)來控制開始和結(jié)束。主控制芯片在 SCLK 上升沿之前的半個周期將數(shù)據(jù)放置在 MOSI 端。 ISD1720 芯片內(nèi)部 包含有自動增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 AT89C52 有 40個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計(jì)數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求 。⑨、⑩腳： Vi+、 Vi，模擬輸入的兩個差分輸入端。零點(diǎn)誤差小于 10uf，翻轉(zhuǎn)誤差限制至 +1 計(jì)數(shù)值。根據(jù)語音芯片使用方便，容易入門的特點(diǎn)，我們采用了這種方式。在設(shè)計(jì)時 ，可采用獨(dú)立式按鍵，也可采用矩陣式按鍵。 （二）單片機(jī)控制部分 系統(tǒng)的控制元件采用單片機(jī)。這種方式的設(shè)計(jì)電路成熟，與單片機(jī)接口簡單，轉(zhuǎn)換速率快 。 DVM 是采用數(shù)字化 技術(shù) 的電壓表 ， 以其高準(zhǔn)確度、高可靠性、高分辨力、高性價比等優(yōu)良特性倍受人們的青睞。因此數(shù)字電壓表可拓展成的各種通用數(shù)字測量儀表，應(yīng)用在各種領(lǐng)域，把電量與非電量的測量水平提高到嶄新的水平。在使用用電設(shè)備時人眼是看不出設(shè)備所處的電環(huán)境的，必須使用各種測量儀表才能測量出其 電環(huán)境。電量研究與使用的需要帶動了各種測量設(shè)備與測量技術(shù)的發(fā)展。 單片機(jī)技術(shù)在 DVM 的應(yīng)用 使得 數(shù)字電壓表 智能化、微型化，且功能比起采用電子或 數(shù)字電路 更加強(qiáng)大。 目前，由各種單片 A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已經(jīng)廣泛用于電子集電工測量，工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。也可以直接將模擬量直接輸入集成電路轉(zhuǎn)換芯片，直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 常用的雙積分 A/D轉(zhuǎn)換芯片有 ICL7135等等。鑒于單片機(jī)的這些無可比擬的優(yōu)勢，我們決定采用單片機(jī)作 為系 統(tǒng)的控制部件。 三： 使用專用語音錄放芯片實(shí)現(xiàn)。它的引腳圖 31所示： 其他引腳的功能是 in/out 07是模擬量輸入端（當(dāng)用作多路 分配器時 作為輸出口），out/in 腳為模擬量輸出口，其它為 電源接口，需根據(jù)需要接入一定值的電壓。③腳： ACOM，模擬輸入?yún)⒖级?，即模擬地。考慮到系統(tǒng)要做的工作很多，且控制比較復(fù)雜，外接元件也較多，且程序量較大，對內(nèi)部 ROM 的大小有一定的要求。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 P1 口： 8位雙向 I/O口。 ISD1720 的獨(dú)立按鍵工作模式錄放電路非常簡單，而且功能強(qiáng)大。 工作電壓： ～ ,最高不能超過 6V 他們能夠被用來驅(qū)動一個外部揚(yáng)聲器。為了降低設(shè)計(jì)難度和成本，分壓電路只采用兩個電阻組成。 第三階段：反向積分，亦稱解積分 DE(Depose Integral) 在此階段控制邏輯在對 VIN 進(jìn)行極性判斷之后，接通相應(yīng)極性的模擬開關(guān)，將 CREF 上已充好的基準(zhǔn)電壓接相反極性代替 VIN，進(jìn)行反向積分，斜率變成 V REF / (R INT每個轉(zhuǎn)換周期分為三個階段： 。 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）報(bào)告 用紙 第 18 頁 共 48 頁 5. 硬件電路設(shè)計(jì) 穩(wěn)壓 電源部分 由于所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要用到正負(fù) 5v 電壓，設(shè)計(jì)了如下的電源電路，供系統(tǒng)使用。 EN（ 6腳）位片選信號，直接接地，使開關(guān)一直處于有效狀態(tài)。 20mS ,n愈大，對干擾的抑制能力愈強(qiáng)，但 A/D轉(zhuǎn)換時間延長，測量速率降低。 CLK接到振蕩器輸出端同時也接到單片機(jī)的 T0端口。 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）報(bào)告 用紙 第 22 頁 共 48 頁 語音模塊電路 因?yàn)橐瓿烧Z音報(bào)值，所以語音芯片是本系統(tǒng)中的核心器件，這里我們選用了性能優(yōu)良的錄放芯片 ISD1720來實(shí)現(xiàn)這部分的設(shè)計(jì)。 MISO 為芯片串行輸出口。 AT89C52 單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。為了使工作流程清楚明了，避免出錯，增加軟件的可讀性，采用主函數(shù)、子函數(shù)分別設(shè)計(jì)，主函數(shù)調(diào)用子函數(shù)，子函數(shù)可互相調(diào)用的軟件設(shè)計(jì)方法。而在硬件的制作 過